创建“三足鼎立、双模驱动”的中国式新型能源体系
文 |《财经国家周刊》记者 里雨曦 实习生 党亚萌 刘嘉懿
2021年下半年以来,有关能源危机和能源转型的话题成为全球焦点。国际能源署执行干事法提赫·比罗尔近期表示,世界正在面对“首次真正的全球能源危机”。
目前受影响较严重的主要是欧洲地区。中国工程院院士武强在接受《财经国家周刊》记者采访时认为,我国也不能掉以轻心,能源安全是国家战略安全的重要一环,在当前内外形势下,保障国家能源安全具有重要意义。
认清能源安全问题
《中国能源发展报告2022》(下称《报告》)的统计数据显示,我国能源供应保障能力稳步提高,2021年一次能源生产总量达到43.3亿吨标准煤,同比增长6.3%,增速较上年提高3.8个百分点。原煤产量41.3亿吨,同比增长5.7%,创历史新高;原油产量1.99亿吨,同比增长2.1%,连续三年持续稳定增长;天然气产量2076亿立方米,同比增长7.8%;电力生产全年新增发电量超过7500亿千瓦时,创历史新高。
《报告》同时提到,我国能源消费也增长较快,在全球能源供需矛盾突出的背景下,去年我国一度出现能源区域性、时段性供应紧张情况。数据显示,2021年全年能源消费52.4亿吨标准煤,同比增长5.2%。
对未来国家能源需求,武强和记者算了这样一笔账,2020年我国每人每年耗能约3.5吨标准煤,按照本世纪中叶全面建成社会主义现代化强国的目标,假设人均能耗翻一倍的情景,即2050年将增加到7吨左右。如果我国能源进口依赖度和能效水平不变,意味着到本世纪中叶,我国能源总产量需要在目前的基础上也翻一倍达到80多亿吨标准煤产量,才能满足人均能耗翻倍的需求。
在他看来,根据目前我国主要一次能源禀赋特征,同时考虑水土气的环境污染、生态退化、全球气候变化等约束条件,本世纪中叶我国不可能有效提供如此巨大的能源产量来满足需求。
武强说,这样就出现了一个很大的问题,那就是如何破解全面建成社会主义现代化强国这个宏伟发展目标与能源短缺及环境生态气候约束等矛盾冲突?
破解问题的“三驾马车”:开源、节流、煤炭工业升级版
在当前能源资源禀赋以及能源结构转型路径上,武强认为,要解决未来社会经济发展与能源不足的矛盾,要协调“双碳”目标与能源安全,就需要赶好“开源、节流、打造煤炭工业升级版”三驾马车。
武强说,可再生能源是全球能源未来开发的重点,是开源的主要增量。但由于可再生能源天生具有的间歇性、随机性和波动性,其规模化开发利用必须首先研发电热氢等储能、调峰填谷、灵活柔性和分布式电网、源网荷储深度协同融合等调节技术。
他告诉《财经国家周刊》记者,除了风能、光能、地热能、生物质能等目前已开发的可再生能源外,我国在煤层气、页岩气、煤炭地下气化和富油煤等非常规天然气油等开发方面也具有很大潜力。
▲这是正在进行钻井作业的重庆涪陵焦页90号页岩气平台。新华社记者 刘潺 摄
与此同时,干热岩、可燃冰和“人造太阳”等能源储量巨大的新能源,在解决了具体的技术问题后,也可能作为重要的能源供给。
▲2017年7月9日,这是南海天然气水合物(可燃冰)试采工程现场,当天,我国首次海域可燃冰试采结束并关井。新华社发 朱夏 摄
“比如氢能,目前我国氢能主要用化石能源制氢,污染环境且水耗大。未来制氢的技术会利用可再生的风、光能源进行电解海水来制氢,这就是很好的发展方向。”武强说。
▲服务于博鳌亚洲论坛2021年年会的氢燃料电池客车在中国石化琼海银丰撬装加氢站加注氢气。新华社记者 蒲晓旭 摄
他认为,“虽然目前看来,上述能源大规模开发可能存在这样那样的难题,但在未来某一天,我国如果真正能在某一能源领域实现技术突破,某一新型能源成为主体能源,我国将成为能源大国。”
“开源”的同时,“节流”也被摆在突出位置。
武强表示,能源“提效节流”空间很大。我国目前创造1万美元GDP需消耗约3.4吨标准煤,与某些西方发达国家的差距一倍多。产生差距的原因除了能效科技水平不足外,也与产业结构有关。发达国家的产业结构以低能耗的高精尖技术产品为主,而我国则以矿山、化工、冶金、水泥等高能耗产业为主。降低能源消耗,首先应从调整产业结构入手。
“如果我们哪一天能够接近某些发达国家目前的能效水平,就可以用2021年我国一次能源生产总量43.3亿吨标准煤来满足本世纪中叶人均能耗增加到7吨标准煤的需求。”武强说。
此外,建筑能耗是我国另一大能耗端。在武强看来,应在全国范围内尽快解决建筑物能源消费侧与其供给侧在能源品位方面精准配置的问题,即推广浅层和中深层低品位地热能满足建筑物运行的供暖、制冷、生活热水三联供低品位需求,节约大量煤炭和天然气高品位能源;应用建筑光伏一体化技术满足建筑物运行的照明、家用电器等供电需求,提升建筑物能源效率。
值得注意的是,鉴于我国能源资源具有“缺油、少气、贫高品位铀、相对富煤”的禀赋特征,这就很大程度上决定了我国未来短期内以煤炭为主体能源的格局不会改变。武强认为,尽快打造安全、绿色、健康开发和清洁、高效、低碳消费利用的煤炭工业升级版也十分重要。
“虽然近几年煤炭产业在这些方面有了显著提升,但对比国际先进水平,仍有差距。”武强说,推动中国煤炭工业升级,仍任重道远。
▲2022年7月12日,一列满载煤炭的火车驶过锡林郭勒草原(无人机照片)。新华社记者 刘磊 摄
规划创建“三足鼎立、双模驱动”的中国式新型能源体系
在武强看来,中国式现代化的实现离不开能源安全稳定供应,能否将能源饭碗牢牢端稳,始终是中国式新型能源体系建设中的最核心问题,事关国计民生和国家安全。
他告诉记者,根据我国能源资源家底和禀赋特征,在“双碳”目标愿景下,解决我国本世纪中叶全面建成社会主义现代化强国宏伟战略目标与在生态、环境和全球气候变化约束下能源短缺的矛盾,主要对策措施就是持续优化化石能源、可再生能源、提效节能三者关系,建立以煤为主的化石能源清洁低碳化、以风光为主的可再生能源规模化、以主要用户为主的提效节能系统化的三足鼎立架构;同时要构建灵活清洁煤电+CCUS(CCS)和风光+调节(储能、调峰、分布柔性电网)两大能源供给基本模式,并优化制定出未来不同发展阶段两大模式各自发挥的作用和出力比例等方案。
武强说,切不可顾此失彼,特别是在可再生能源成为我国主体能源之前,煤炭作为我国基础兜底主体能源的战略地位一定要在全社会达成共识,先立后破。能源结构转型不仅仅纯强调能源质量,而且应把能源数量和能源供求平衡作为更重要更基础的要素考虑,否则,可能会出现一些影响能源供应和经济社会发展的情况。